Pada pagi 21 April 2014, kasturi berpayung terjun di Beijing Qiaofu Fangcao dengan pesawat persendirian dan pergi ke Kementerian sains dan teknologi China untuk persinggahan pertama untuk meneroka masa depan untuk kemasukan Tesla ke China.Kementerian sains dan teknologi sentiasa menggalakkan Tesla, tetapi kali ini kasturi menutup pintu dan mendapat jawapan berikut: China sedang mempertimbangkan pembaharuan cukai kenderaan elektrik.Sebelum penyempurnaan pembaharuan, model masih perlu membayar tarif 25% seperti kenderaan bahan api tradisional.

Jadi musk merancang untuk "berteriak" melalui sidang kemuncak inovator Taman geek.Di dewan utama dewan konsert Zhongshan, Yang Yuanqing, Zhou Hongyi, Zhang Yiming dan lain-lain telah duduk di atas pentas.Dan musk menunggu di belakang pentas, mengeluarkan telefon bimbitnya dan tweet.Apabila muzik berbunyi, dia melangkah ke pentas sambil bersorak dan bertepuk tangan.Tetapi apabila dia kembali ke Amerika Syarikat, dia menulis tweet dan mengadu: "di China, kami seperti bayi yang merangkak."

Sejak itu, Tesla telah berada di ambang muflis untuk beberapa kali kerana pasaran secara amnya menurun dan masalah distosia telah membawa kepada kitaran pengumpulan pelanggan selama setengah tahun.Akibatnya, kasturi runtuh dan juga menghisap ganja secara langsung, tidur di kilang California setiap hari untuk memantau kemajuan.Cara terbaik untuk menyelesaikan masalah kapasiti ialah membina kilang super di China.Untuk tujuan ini, musk menangis dalam ucapannya di Hong Kong: untuk pelanggan Cina, dia juga belajar menggunakan wechat.

Masa berlalu.Pada 7 Januari 2020, musk datang ke Shanghai sekali lagi dan menghantar kumpulan pertama kunci model domestik 3 kepada pemilik kereta China di kilang Tesla Shanghai Super.Kata-kata pertama beliau ialah: Terima kasih kepada kerajaan China.Dia juga mengadakan tarian gosok belakang di tempat kejadian.Sejak itu, dengan penurunan harga mendadak model domestik 3, ramai orang di dalam dan di luar industri berkata dengan seram: penghujung kenderaan tenaga baharu China akan datang.

Walau bagaimanapun, pada tahun lalu, Tesla telah mengalami insiden peralihan berskala besar, termasuk pembakaran spontan bateri, enjin di luar kawalan, skylight terbang jauh, dll. Dan sikap Tesla telah menjadi "munasabah" atau sombong.Baru-baru ini, disebabkan kegagalan kuasa kereta baharu, Tesla telah dikritik oleh media pusat.Secara relatifnya, masalah pengecutan bateri Tesla adalah sangat biasa, pemilik kereta di Internet untuk mengecam suara itu juga satu demi satu.

Sehubungan itu, organ-organ negeri secara rasmi mengambil tindakan.Baru-baru ini, Pentadbiran Am penyeliaan pasaran dan lima jabatan lain menemu bual Tesla, yang terutamanya melibatkan masalah seperti pecutan tidak normal, kebakaran bateri, naik taraf kenderaan jauh, dan lain-lain. Seperti yang kita semua tahu, bateri fosfat besi litium domestik pada asasnya digunakan dalam model domestik 3 .

Betapa pentingnya bateri litium?Mengimbas kembali perjalanan pembangunan perindustrian, adakah China benar-benar memahami teknologi teras?Bagaimana untuk mencapai kejayaan?

1/ Alat penting zaman

Pada abad ke-20, manusia mencipta lebih banyak kekayaan daripada jumlah 2000 tahun sebelumnya.Antaranya, sains dan teknologi boleh dianggap sebagai kuasa penentu dalam memajukan tamadun global dan pembangunan ekonomi.Dalam seratus tahun yang lalu, ciptaan saintifik dan teknologi yang dicipta oleh manusia adalah secemerlang bintang, dan dua daripadanya diakui mempunyai pengaruh yang meluas terhadap proses sejarah.Yang pertama ialah transistor, tanpanya tidak akan ada komputer;yang kedua ialah bateri litium-ion, tanpanya dunia tidak dapat dibayangkan。

Hari ini, bateri litium telah digunakan dalam berbilion telefon mudah alih, komputer riba dan produk elektronik lain setiap tahun, serta berjuta-juta kenderaan tenaga baharu, malah semua peranti mudah alih di bumi yang memerlukan pengecasan.Di samping itu, dengan kemunculan revolusi kenderaan tenaga baharu dan penciptaan lebih banyak peranti mudah alih, industri bateri litium akan mempunyai masa depan yang cerah.Sebagai contoh, nilai keluaran tahunan sel bateri litium sahaja telah mencecah 200 bilion yuan, dan masa depan tidak lama lagi.

Pelan dan jadual untuk penghapusan kenderaan bahan api masa depan yang dirumuskan oleh pelbagai negara di dunia juga akan menjadi "icing on the cake".Yang terawal ialah Norway pada 2025, dan Amerika Syarikat, Jepun dan banyak negara Eropah sekitar 2035. China tidak mempunyai rancangan masa yang jelas.Jika tiada teknologi baharu pada masa hadapan, industri bateri litium akan terus berkembang maju selama beberapa dekad.Boleh dikatakan bahawa sesiapa yang memiliki teknologi teras bateri litium bermakna mempunyai tongkat kuasa untuk menguasai industri.

Negara-negara Eropah Barat menetapkan jadual waktu untuk menghentikan kenderaan bahan api secara berperingkat

Selama bertahun-tahun, Eropah dan Amerika Syarikat, China, Jepun dan Korea Selatan telah melancarkan persaingan sengit dan juga pergelutan dalam bidang bateri litium, yang melibatkan ramai saintis terkenal, banyak universiti dan institusi penyelidikan terkemuka, serta gergasi dan konsortium modal dalam industri petroleum, kimia, kereta, sains dan teknologi.Siapa sangka laluan pembangunan industri bateri litium global adalah sama seperti semikonduktor: ia berasal dari Eropah dan Amerika Syarikat, lebih kuat daripada Jepun dan Korea Selatan, dan akhirnya dikuasai oleh China.

Pada 1970-an dan 1980-an, teknologi bateri litium wujud di Eropah dan Amerika.Kemudian, orang Amerika secara berturut-turut mencipta litium kobalt oksida, litium mangan oksida dan bateri fosfat besi litium, yang menerajui industri ini.Pada tahun 1991, Jepun adalah yang pertama mengindustrikan bateri lithium-ion, tetapi kemudiannya pasaran terus menyusut.Korea Selatan, sebaliknya, bergantung kepada negara untuk memajukannya.Pada masa yang sama, dengan sokongan padu kerajaan, China telah menjadikan industri bateri litium yang pertama di dunia langkah demi langkah.

Dalam evolusi industri bateri litium, Eropah, Amerika dan Jepun telah memainkan peranan penting dalam mempromosikan teknologi.Pada 2019, Hadiah Nobel dalam bidang kimia telah dianugerahkan kepada saintis Amerika John goodinaf, Stanley whitingham dan saintis Jepun Yoshino sebagai mengiktiraf sumbangan mereka kepada penyelidikan dan pembangunan bateri litium-ion.Memandangkan saintis dari Amerika Syarikat dan Jepun telah memenangi Hadiah Nobel, bolehkah China benar-benar menerajui teknologi teras bateri litium?

2/ Buaian bateri litium 

Perkembangan teknologi bateri litium global mempunyai landasan yang panjang untuk diikuti.Pada awal 1970-an, sebagai tindak balas kepada krisis minyak, Exxon menubuhkan makmal penyelidikan di New Jersey, menarik sejumlah besar bakat terbaik dalam fizik dan kimia, termasuk Stanley whitingham, seorang felo pasca doktoral dalam elektrokimia keadaan pepejal di Universiti Stanford.Matlamatnya adalah untuk membina semula penyelesaian tenaga baharu, iaitu untuk membangunkan generasi baharu bateri boleh dicas semula.

Pada masa yang sama, Bell Labs telah menubuhkan pasukan ahli kimia dan fizik dari Universiti Stanford.Kedua-dua pihak telah melancarkan persaingan yang sangat sengit dalam penyelidikan dan pembangunan bateri generasi akan datang.Walaupun penyelidikan itu berkaitan, "wang tidak menjadi masalah.".Selepas hampir lima tahun penyelidikan yang sangat sulit, whitingham dan pasukannya mula-mula membangunkan bateri litium-ion boleh dicas semula pertama di dunia.

Bateri litium ini secara kreatif menggunakan titanium sulfida sebagai bahan katod dan litium sebagai bahan anod.Ia mempunyai kelebihan berat ringan, kapasiti besar dan tiada kesan ingatan.Pada masa yang sama, ia membuang kekurangan bateri sebelumnya, yang boleh dikatakan sebagai lonjakan kualitatif.Pada tahun 1976, Exxon memohon paten ciptaan bateri litium pertama di dunia, tetapi tidak mendapat manfaat daripada perindustrian.Walau bagaimanapun, ini tidak menjejaskan reputasi whitingham sebagai "bapa litium" dan statusnya di dunia.

Walaupun ciptaan whitingham memberi inspirasi kepada industri, pembakaran pengecasan bateri dan penghancuran dalaman sangat menyusahkan pasukan, termasuk gudinaf.Oleh itu, beliau dan dua pembantu pasca doktoral terus meneroka jadual berkala secara sistematik.Pada tahun 1980, mereka akhirnya memutuskan bahawa bahan terbaik adalah kobalt.Litium kobalt oksida, yang boleh digunakan sebagai katod bateri litium-ion, jauh lebih baik daripada bahan lain pada masa itu dan dengan cepat menduduki pasaran.

Sejak itu, teknologi bateri manusia telah mengambil langkah besar ke hadapan.Apa yang akan berlaku tanpa litium kobaltit?Ringkasnya, mengapa "telefon bimbit besar" begitu besar dan berat?Ini kerana tiada bateri litium kobalt.Walau bagaimanapun, walaupun bateri litium kobalt oksida mempunyai banyak kelebihan, kelemahannya terdedah selepas penggunaan berskala besar, termasuk kos tinggi, rintangan caj berlebihan yang lemah dan prestasi kitaran, dan pencemaran sisa yang serius.

Jadi goodinav dan pelajarnya Mike Thackeray terus mencari bahan yang lebih baik.Pada tahun 1982, Thackeray mencipta bateri litium manganat perintis.Tetapi tidak lama kemudian, dia melompat ke Makmal Kebangsaan Argonne (ANL) untuk mengkaji bateri litium.Dan goodinaf dan pasukannya terus mencari bahan alternatif, mengurangkan senarai itu kepada gabungan besi dan fosforus dengan sekali lagi menukar logam secara sistematik dalam jadual berkala.

Pada akhirnya, besi dan fosforus tidak membentuk konfigurasi yang dikehendaki pasukan, tetapi mereka membentuk struktur lain: selepas licoo3 dan LiMn2O4, bahan katod ketiga untuk bateri lithium-ion secara rasmi dilahirkan: LiFePO4.Oleh itu, tiga elektrod positif bateri lithium-ion yang paling penting semuanya dilahirkan di makmal dinaf sejak zaman purba.Ia juga telah menjadi buaian bateri litium di dunia, dengan kelahiran dua ahli kimia Hadiah Nobel yang disebutkan di atas.

Pada tahun 1996, Universiti Texas memohon paten bagi pihak makmal goodinaf.Ini adalah paten asas pertama bateri LiFePO4.Sejak itu, Michelle Armand, seorang saintis litium Perancis, telah menyertai pasukan dan memohon dengan dinaf untuk paten teknologi salutan karbon LiFePO4, menjadi paten asas kedua LiFePO4.Kedua-dua paten ini adalah paten teras yang tidak boleh dipintas dalam apa jua keadaan.

3/ Pemindahan teknologi

Dengan perkembangan aplikasi teknologi, terdapat masalah mendesak untuk diselesaikan dalam elektrod negatif bateri lithium kobalt oksida, jadi ia belum diindustrikan dengan cepat.Pada masa itu, logam litium digunakan sebagai bahan anod bateri litium.Walaupun ia boleh memberikan ketumpatan tenaga yang agak tinggi, terdapat banyak masalah, termasuk serbuk secara beransur-ansur bahan anod dan kehilangan aktiviti, dan pertumbuhan dendrit litium boleh menembusi diafragma, mengakibatkan litar pintas atau bahkan pembakaran dan letupan bateri.

Apabila masalah itu sangat sukar, Jepun muncul.Sony telah membangunkan bateri litium untuk masa yang lama, dan telah memberi perhatian yang teliti kepada perkembangan global.Walau bagaimanapun, tiada maklumat tentang bila dan di mana teknologi litium kobaltit diperolehi.Pada tahun 1991, Sony mengeluarkan bateri litium-ion komersial pertama dalam sejarah manusia, dan meletakkan beberapa bateri silinder litium kobalt oksida ke dalam kamera ccd-tr1 terkini.Sejak itu, wajah elektronik pengguna dunia telah ditulis semula.

Yoshino yang membuat keputusan penting ini.Beliau mempelopori penggunaan karbon (grafit) dan bukannya litium sebagai anod bateri litium, dan digabungkan dengan katod litium kobalt oksida.Ini secara asasnya meningkatkan kapasiti dan hayat kitaran bateri litium, dan mengurangkan kos, yang merupakan kuasa terakhir untuk perindustrian bateri litium.Sejak itu, perusahaan China dan Korea telah memasuki gelombang industri bateri litium, dan teknologi tenaga baharu (ATL) telah ditubuhkan pada masa ini.

Disebabkan pencurian teknologi, "pakatan hak" yang dimulakan oleh Universiti Texas dan beberapa perusahaan telah menggunakan pedang di seluruh dunia, mengakibatkan pergelutan paten yang melibatkan banyak negara dan syarikat.Walaupun orang ramai masih berfikir bahawa LiFePO4 adalah bateri kuasa yang paling sesuai, sistem bahan katod baharu yang menggabungkan kelebihan litium niobate, litium kobalt dan litium mangan telah dilahirkan secara senyap di sebuah makmal di Kanada.

Pada April 2001, Jeff Dann, Profesor fizik di Universiti dalhous dan ketua saintis kumpulan 3M Kanada, mencipta bahan katod komposit ternari mangan nikel kobalt komersial berskala besar, yang mempromosikan bateri litium untuk menembusi langkah terakhir memasuki pasaran. .Pada 27 April tahun itu, 3M memohon paten kepada Amerika Syarikat, yang merupakan paten teras asas bahan ternary.Ini bermakna selagi dalam sistem ternary, tiada siapa yang boleh bergerak.

Hampir pada masa yang sama, Argonne National Laboratory (ANL) mula-mula mencadangkan konsep litium kaya, dan atas dasar ini, mencipta litium berlapis kaya dan bahan ternari mangan tinggi, dan berjaya memohon paten pada tahun 2004. Dan orang yang bertanggungjawab ke atas pembangunan teknologi ini adalah thackerel, yang mencipta litium manganat.Sehingga 2012, Tesla mula memecahkan momentum kenaikan beransur-ansur.Musk menawarkan beberapa kali gaji tinggi untuk merekrut orang dari jabatan R&D bateri litium 3M.

Mengambil peluang ini, 3M menolak bot mengikut arus, menggunakan strategi "orang pergi, tetapi hak paten kekal", membubarkan sepenuhnya jabatan bateri, dan memperoleh keuntungan yang lebih tinggi dengan mengeksport paten dan kerjasama teknikal.Paten telah diberikan kepada beberapa perusahaan bateri litium Jepun dan Korea seperti Elektron, Panasonic, Hitachi, Samsung, LG, L&F dan SK, serta bahan katod seperti Shanshan, Hunan Ruixiang dan Beida Xianxian di China. lebih daripada sepuluh perusahaan keseluruhannya.

Paten Anl hanya diberikan kepada tiga syarikat: BASF, gergasi kimia Jerman, industri Toyoda, kilang bahan katod Jepun dan LG, sebuah syarikat Korea Selatan.Kemudian, sekitar persaingan paten teras bahan ternary, dua pakatan penyelidikan universiti industri terkemuka telah dibentuk.Ini hampir membentuk kekuatan teknologi "semula jadi" perusahaan bateri litium di barat, Jepun dan Korea Selatan, manakala China tidak mendapat banyak keuntungan.

4/ Kebangkitan Perusahaan Cina

Memandangkan China tidak menguasai teknologi teras, bagaimana ia memecahkan keadaan?Penyelidikan bateri litium China masih belum terlambat, hampir disegerakkan dengan dunia.Pada akhir 1970-an, di bawah saranan Chen Liquan, ahli akademik Akademi Kejuruteraan Cina di Jerman, Institut fizik Akademi Sains China menubuhkan makmal ion keadaan pepejal pertama di China, dan memulakan penyelidikan mengenai litium- konduktor ion dan bateri litium.Pada tahun 1995, bateri litium pertama China dilahirkan di Institut fizik, Akademi Sains China.

Pada masa yang sama, terima kasih kepada kebangkitan elektronik pengguna pada tahun 1990-an, bateri litium China telah meningkat secara serentak, dan kemunculan "empat gergasi", iaitu Lishen, BYD, bick dan ATL.Walaupun Jepun menerajui pembangunan industri, disebabkan dilema kelangsungan hidup, Sanyo Electric menjual kepada Panasonic, dan Sony menjual perniagaan bateri litiumnya kepada pengeluaran Murata.Dalam persaingan sengit dalam pasaran, hanya BYD dan ATL adalah "empat besar" di China.

Pada 2011, "senarai putih" subsidi kerajaan China menyekat perusahaan yang dibiayai oleh asing.Selepas diambil alih oleh ibu negara Jepun, identiti ATL menjadi lapuk.Jadi Zeng Yuqun, pengasas ATL, merancang untuk menjadikan perniagaan bateri kuasa bebas, membiarkan modal Cina mengambil bahagian di dalamnya, dan mencairkan saham syarikat induk TDK, tetapi dia tidak mendapat kelulusan.Jadi Zeng Yuqun mengasaskan era Ningde (catl), dan membuat kemajuan dalam pengumpulan teknologi asal, dan menjadi kuda hitam.

Dari segi laluan teknologi, BYD memilih bateri litium besi fosfat yang selamat dan kos efektif, yang berbeza daripada bateri litium ternary ketumpatan tenaga tinggi pada era Ningde.Ini berkaitan dengan model perniagaan BYD.Wang Chuanfu, pengasas syarikat itu, menyokong "makan rotan sampai habis".Selain daripada kaca dan tayar, hampir semua bahagian lain kereta dihasilkan dan dijual dengan sendirinya, dan kemudian bersaing dengan dunia luar dengan kelebihan harga.Berdasarkan ini, BYD telah lama berada di tempat kedua dalam pasaran domestik.

Tetapi kelebihan BYD juga adalah kelemahannya: ia membuat bateri dan menjual kereta, yang menyebabkan pengeluar kereta lain secara semula jadi tidak percaya dan lebih suka memberi pesanan kepada pesaing berbanding diri mereka sendiri.Sebagai contoh, Tesla, walaupun teknologi bateri LiFePO4 BYD telah terkumpul lebih banyak, masih memilih teknologi yang sama era Ningde.Untuk mengubah keadaan, BYD merancang untuk memisahkan bateri kuasa dan melancarkan "bateri bilah".

Sejak pembaharuan dan pembukaan, bateri litium adalah salah satu daripada beberapa bidang yang boleh mengejar negara maju.Sebabnya adalah seperti berikut: pertama, negara amat mementingkan perlindungan strategik;kedua, masih belum terlambat untuk bermula;ketiga, pasaran domestik cukup besar;keempat, sekumpulan pakar teknikal yang bercita-cita tinggi dan pengusaha bekerjasama untuk menerobos.Tetapi jika kita zum masuk, sama seperti nama era Ningde, pencapaian ekonomi China dan era kenderaan elektrik yang membentuk era Ningde.

Pada masa kini, China tidak ketinggalan di belakang negara maju dalam penyelidikan bahan anod dan elektrolit, tetapi masih terdapat beberapa kekurangan, seperti pemisah bateri litium, ketumpatan tenaga dan sebagainya.Jelas sekali, pengumpulan teknologi barat, Jepun dan Korea Selatan masih mempunyai beberapa kelebihan.Sebagai contoh, walaupun Ningde times telah menduduki tempat pertama dalam pasaran bateri global selama beberapa tahun, laporan penyelidikan industri domestik dan asing masih menyenaraikan Panasonic dan LG di kedudukan pertama, manakala Ningde times dan BYD berada di kedudukan kedua.

5. Kesimpulan
 

Tidak dinafikan, dengan perkembangan lanjut penyelidikan berkaitan pada masa hadapan, pembangunan dan penggunaan bateri litium di dunia akan membawa prospek yang lebih luas, yang akan menggalakkan pembaharuan tenaga dan inovasi masyarakat manusia, dan menyuntik momentum baharu ke dalam pembangunan mampan. ekonomi dan masyarakat serta mengukuhkan perlindungan alam sekitar.Sebagai syarikat kereta terkemuka dalam industri, Tesla adalah seperti ikan keli.Sambil merangsang pembangunan kenderaan tenaga baharu, ia juga menerajui dalam mencabar persekitaran pasaran bateri litium.

Zeng Yuqun pernah mendedahkan kisah dalaman perikatannya dengan Tesla: musk telah bercakap tentang kos sepanjang hari.Implikasinya ialah Tesla sedang menurunkan kos bateri.Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa dalam proses kedua-dua Tesla dan era Ningde tergesa-gesa di pasaran China, kedua-dua kenderaan dan bateri tidak harus mengabaikan masalah kualiti kerana kos.Sekali begitu, siri domestik asal dasar berniat baik akan dikurangkan dengan ketara.

Di samping itu, terdapat realiti yang suram.Walaupun China menguasai pasaran bateri litium, kebanyakan teknologi teras dan paten fosfat besi litium dan bahan ternary tidak berada di tangan rakyat China.Jika dibandingkan dengan Jepun, China mempunyai jurang yang besar dalam pelaburan manusia dan modal dalam penyelidikan dan pembangunan bateri litium.Ini menyerlahkan kepentingan penyelidikan saintifik asas, yang bergantung kepada kegigihan jangka panjang dan pelaburan negara, institusi penyelidikan saintifik dan perusahaan.

Pada masa ini, bateri litium bergerak ke arah generasi ketiga selepas dua generasi sebelumnya litium kobalt oksida, litium besi fosfat dan litium ternary.Memandangkan teknologi teras dan paten dua generasi pertama telah dibahagikan oleh syarikat asing, China tidak mempunyai kelebihan teras yang mencukupi, tetapi ia mungkin dapat membalikkan keadaan dalam generasi akan datang melalui susun atur awal.Memandangkan laluan pembangunan industri penyelidikan dan pembangunan asas, penyelidikan aplikasi dan pembangunan produk bahan bateri, kita harus bersedia untuk perang jangka panjang.

Perlu diingatkan bahawa pembangunan dan penggunaan bateri litium di China masih menghadapi banyak cabaran.Sebagai contoh, dalam penggunaan sebenar bateri litium kenderaan tenaga baru, masih terdapat beberapa masalah, seperti ketumpatan tenaga yang rendah, prestasi suhu rendah yang lemah, masa pengecasan yang lama, hayat perkhidmatan yang pendek dan sebagainya.

Sejak 2019, China telah membatalkan "senarai putih" bateri, dan perusahaan asing seperti LG dan Panasonic telah kembali ke pasaran China, dengan serangan susun atur yang sangat pantas.Pada masa yang sama, dengan peningkatan tekanan ke atas kos bateri litium, persaingan dalam pasaran domestik menjadi lebih sengit.Ini akan memaksa perusahaan yang berkaitan untuk memenangi kelebihan dalam persaingan penuh dengan prestasi kos produk yang lebih tinggi dan keupayaan tindak balas pasaran yang lebih pantas, untuk menggalakkan peningkatan dan pertumbuhan berterusan industri bateri litium China.